(57)【要約】検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムは、ハウジングと該ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタとを含む。ビームスプリッタは、電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている。スイッチングメカニズムは、さらに、ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を第２方向に変更するために、ハウジングとビームスプリッタとを回転させるように構成された駆動アセンブリを含む。
2019502155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムであって、該スイッチングメカニズムは、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタであり、電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている、ビームスプリッタと、
前記ハウジングと前記ビームスプリッタとを回転させるように構成された駆動アセンブリであり、前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を前記第２方向に変更する、駆動アセンブリと、
を含む、スイッチングメカニズム。
【請求項２】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第１方向は、前記ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びている、
請求項１に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項３】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第２方向は、前記第１方向に対して垂直な方向に延びている、
請求項２に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項４】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項３に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項５】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項４に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項６】
前記駆動アセンブリは、さらに、
前記ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含む、
請求項４に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項７】
検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムであって、該スイッチングメカニズムは、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタであり、電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている、ビームスプリッタと、
前記ハウジングと前記ビームスプリッタとを回転するための手段であり、前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を前記第２方向に変更する、手段と、
を含む、スイッチングメカニズム。
【請求項８】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第１方向は、前記ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びている、
請求項７に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項９】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第２方向は、前記第１方向に対して垂直な方向に延びている、
請求項８に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１０】
前記回転するための手段は、前記ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含む、
請求項９に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１１】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項１０に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１２】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項１１に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１３】
前記駆動アセンブリは、さらに、
前記ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含む、
請求項１１に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１４】
電磁放射線をビームスプリッタからターゲットに対して方向付けるための方法であって、該方法は、
電磁放射線をハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタに対して方向付けるステップであり、前記ビームスプリッタは電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている、ステップと、
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を前記第２方向に変更するために、前記ビームスプリッタを回転するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第１方向は、前記ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びている、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の前記第２方向は、前記第１方向に対して垂直な方向に延びている、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、さらに、
前記ビームスプリッタの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを用いて、前記ビームスプリッタの回転を停止するステップ、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
現代の戦術航空機（tactical  aircraft）は、シーンを眺めること、シーンにおけるターゲットを選択すること、および、選択されたターゲットに対して武器を方向付けることにおいて乗組員（crew）を援助するために、数多くの画像化支援（imaging  aids）を使用する。シーンの画像を形成するために、可視光、赤外線、及び／又は、特定のスペクトル帯域の画像化装置（imaging  device）が、種々のアプリケーションにおいて使用されている。タイプ画像化スペクトル（type  imaging  spectrum）は、任務、気象条件、シーンの性質、および、他の要因にも同様に依存している。
【０００２】
画像化装置、シーンの画像を形成するために使用されるもの、の視野は、キャプチャされるシーンの範囲を記述する。広い視野により、画像化装置はシーンのより広い領域をキャプチャすることができる。次に、より小さい視野は、シーンをより少なくキャプチャし、画像化装置は、その画像において「焦点を合わせる（”focus  on”）」ことができ、そして、さらに画像の中の小さな特徴を識別するのを手助けすることができる。
【０００３】
マルチスペクトルターゲティングシステム（multi-spectral  targeting  system）は、赤外線と可視光の両方の画像センサを使用することができ、そして、各タイプのセンサを用いた使用に適した複数の異なる光学システムを含むことができる。例えば、赤外線画像センサを用いて使用される光学システムは、可視光画像センサを用いた使用には適していないことがある。異なる視野を用いて画像をキャプチャするために、マルチスペクトルターゲティングシステムにおいて追加的な光学システムが含まれてよい。２つ以上の検出器を組み合わせて複数の検出器が共通の開口（common  aperture）を共有できるようにする必要性が存在する。現在では、固定のプリズムアセンブリが、検出器の照明のために、光を３つまでの方向へと分割している。しかしながら、現在利用可能なスイッチングミラー（switching  mirrors）では、３つの可能な検出器のうちの１つだけを光が通過することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示に係る一つの態様は、検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムに向けられている。一つの実施形態において、スイッチングメカニズムは、ハウジングと該ハウジングによって支持されたイマースト（immersed）キューブビームスプリッタとを含む。ビームスプリッタは、電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付ける（direct）ように構成されている。スイッチングメカニズムは、さらに、ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を第２方向に変更するために、ハウジングとビームスプリッタとを回転させるように構成された駆動アセンブリを含む。
【０００５】
スイッチングメカニズムの実施形態は、さらに、ビームスプリッタによって方向付けられ、ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びている、電磁放射線の第１方向を含んでよい。ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の第２方向は、第１方向に対して垂直な方向に延びてよい。駆動アセンブリは、ハウジングに固定された駆動歯車（drive  gear）と、モータに結合され、駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車（driven  gear）とを含んでよい。駆動歯車と被駆動歯車は、平歯車であってよい。駆動アセンブリは、さらに、ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含んでよい。
【０００６】
本開示に係る別の態様は、回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムに向けられており、ハウジングと該ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタとを含んでいる。ビームスプリッタは、電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている。スイッチングメカニズムは、さらに、ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を第２方向に変更するために、ハウジングとビームスプリッタとを回転させるための手段を含む。
【０００７】
スイッチングメカニズムの実施形態は、さらに、ビームスプリッタによって方向付けられ、ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びている、電磁放射線の第１方向を含んでよい。ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の第２方向は、第１方向に対して垂直な方向に延びてよい。回転させるための手段は、ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含んでよい。駆動アセンブリは、ハウジングに固定された駆動歯車と、モータに結合され、駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車とを含んでよい。駆動歯車と被駆動歯車は、平歯車であってよい。駆動アセンブリは、さらに、ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含んでよい。
【０００８】
本開示に係るさらに別の態様は、電磁放射線をビームスプリッタからターゲットに対して方向付けるための方法に向けられている。一つの実施形態において、本方法は、電磁放射線をハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタに対して方向付けるステップであり、該ビームスプリッタは電磁放射線を第１方向および第２方向に方向付けるように構成されている、ステップと、ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を第２方向に変更するために、ビームスプリッタを回転するステップと、を含む。
【０００９】
本方法の実施形態は、さらに、ビームスプリッタの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを用いて、ビームスプリッタの回転を停止するステップ、を含んでよい。ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の第１方向は、ハウジングの軸方向に対して平行な方向に延びてよい。ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の第２方向は、第１方向に対して垂直な方向に延びてよい。ビームスプリッタの回転は、ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含んでよい。駆動アセンブリは、ハウジングに固定された駆動歯車と、モータに結合され、駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車とを含んでよい。駆動歯車と被駆動歯車は、平歯車であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
少なくとも１つの実施形態に係る種々の態様が、添付図面を参照して以下に説明されるが、図面は縮尺通りには描かれていない。図面、詳細な説明、または、任意の請求項における技術的事項の後に参照符号が続く場合に、参照符号は、図面、詳細な説明、および請求項の明瞭性を高めることだけを目的として含まれている。従って、参照符号も、また、それらが不存在でも、あらゆる請求項の要素の範囲を限定する効果を有するものではない。図面において、種々の図において示されている同一または同一に近い各コンポーネントは、同様な番号によって表されている。明確化の目的のために、全てのコンポーネントが全ての図においてラベル付けされているわけではない。図面は、例示および説明の目的のために提供されるものであり、そして、本発明の範囲を定義するものとして意図されてはいない。
【図１】図１は、本開示の一つの実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図である。
【図２】図２は、図１に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【図３】図３は、カラーテレビといった、検出器に対して電磁放射線を方向付ける位置において示された回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの図である。
【図４】図４は、電子チップベースのカメラシステムといった、検出器に対して電磁放射線を方向付ける位置において示された回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの図である。
【図５】図５は、本開示の別の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図である。
【図６】図６は、図５に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【図７】図７は、本開示の別の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図である。
【図８】図８は、図７に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【図９】図９は、本開示の別の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図である。
【図１０】図１０は、図９に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの概略図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【図１１】図１１は、本開示の一つの実施形態に係る典型的な回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの斜視図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【図１３】図１３は、図１１に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの斜視図であり、カメラ実装を示している。
【図１４】図１４は、図１３に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムの斜視図であり、スイッチングメカニズムを通過する電磁放射線を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述のように、２つ以上の検出器を組み合わせて複数の検出器が共通の開口を共有できるようにする必要性が存在する。本開示の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムは、３つ以上の検出器の選択から２つの光検出器の組合せを可能にする。態様および実施形態は、イマーストキューブビームスプリッタ（immersed  cube  beam  splitter）、直交傾斜ウィンドウ（orthogonally  tilted  window）とペアであるプレートビームスプリッタ（plate  beam  splitter）、偏心効果（decentering  effect）を有するくさび型プレートビームスプリッタ（wedged  plate  beam  splitter）、および、ダイレクトドライブトルク（direct  drive  torque）、ギヤドモータ、またはハーモニックドライブ(登録商標)により駆動されるビームスプリッタ、によって実施され得る、回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムに向けられている。回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムは、１つの検出器が共通のアパーチャを継続的に使用できるようにする。
【００１２】
ここにおいて説明される方法および装置の実施形態は、アプリケーションにおいて、以降の説明において明らかにされるか又は添付の図面において説明されるコンポーネントの構造および構成の詳細に限定されるものではないことが正しく理解されるべきである。本方法および装置は、他の実施形態において実施することができ、そして、種々の方法で実施または実行することができる。特定の実施形態の例は、ここにおいて、説明目的のためだけに提供されるものであり、かつ、限定することを意図するものではない。特に、任意の１つまたはそれ以上の実施形態に関して説明された動作（act）、要素（element）、および特徴（feature）は、あらゆる他の実施形態における同様の役割から除外されるように意図されてはいない。
【００１３】
ここにおいて使用される表現および用語は、また、説明目的のためのものでもあり、そして、限定するものとして見なされるべきではない。単数形で言及される、ここにおける実施形態、もしくは、システムまたは方法に係る要素または動作に対するあらゆる言及は、また、複数のこれらの要素を含む実施形態も包含し得るものである。そして、ここにおけるあらゆる実施形態、もしくは、要素または動作に対する、複数形での、あらゆる言及も、また、単一の要素だけを含んでいる実施形態を包含し得るものである。単数形または複数形での言及は、現在開示されているシステムまたは方法、それらのコンポーネント、動作、または要素を限定するように意図されてはいない。「含む（”including”、”comprising”、”having”、”containing”、”involving”）」およびそれらの変形のここにおける使用は、それ以降に列挙されるアイテム、およびその均等物、ならびに追加のアイテムも包含することを意味している。「または（”or”）」に対する言及は、「または」を使用して記載された任意の用語が、記載された用語のうちの１つ、１つ以上、および、全てのいずれかを示し得るように、包括的であるとして理解されてよい。表と裏、左と右、天と地、上と下、および、縦と横、に対するあらゆる言及は、説明の便宜のためを意図されたものであり、本システムおよび方法またはそれらのコンポーネントをいずれか１つの位置または空間的な方向について限定するものではない。
【００１４】
図１を参照すると、光学システムが10において一般的に示されている。図示されるように、光学システム10は、回転ジョイント16によって方位ベース（azimuth  base）14に対して結合された方位プラットフォーム（azimuth  platform）12を含んでいる。方位プラットフォーム12は、光学システム10のコンポーネントを支持するように構成されている。レーザ18に限定されるものではないが、共有開口望遠鏡（shared  aperture  telescope）20と、短波赤外線（SWIR）カメラ22、可視（VIS）カメラ24、および近赤外線（NIR）カメラを含む、複数の検出器を含むものである。電磁放射線（例えば、レーザビーム）は、共有開口望遠鏡20から、図１において28で一般的に示されている、回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムによって検出器に対して方向付けられている。スイッチングメカニズム28は、電磁放射線を、共有開口望遠鏡20からSWIRカメラ22に対して、および、任意的に、他の検出器のうち１つ、特定的には、VISカメラ24またはNIRカメラ26に対して方向付けるように構成されている。スイッチングメカニズム28の実施形態は、また、電磁放射線を１つ又は２つの追加的な検出器に対して方向付けるように構成されてもよい。
【００１５】
図示されるように、スイッチングメカニズム28は、スイッチングメカニズムを介して磁気放射線を方向付ける（direct）ために使用されるいくつかのコンポーネントを含む。特定的に、スイッチングメカニズム28は、ミラー30を含んでおり、光路34に沿って共有開口望遠鏡20に隣接して配置されているミラー32から電磁放射線を受け取るように配置されているものである。ミラーは、電磁放射線を有効焦点距離（EFL）スイッチング光学系36に対して方向付ける。それは、次いで、光路40に沿って、本開示の実施形態に係るイマーストキューブビームスプリッタ38に対して電磁放射線を方向付ける。ビームスプリッタキューブ38は、入射光（透過光）のカスタマイズ可能なパーセントを１つのデバイス、つまり、SWIRカメラに対して、そして、入射光の残りの部分（反射光）を２つの他のデバイスのうち１つ、つまり、VISカメラ又はNIRカメラに対して、光路42または光路44に沿って、それぞれに、方向付けるように構成された光学デバイスである。ビームスプリッタキューブ38のデザインは、システムレベルの要件に依存する。例えば、SWIRカメラに対して方向付けられる１００％のSWIR光が許容可能である。他のカメラのいずれも、その部分のスペクトルを検出することができないか、または、その必要性が無い場合である。検出器22、24、26へ進む以前に、電磁放射線は、フィールドレンズ、それぞれが46で示されているもの、および、フィルターホイール、それぞれが48で示されているもの、を通過する。
【００１６】
加えて図２を参照すると、EFLスイッチング光学系36から、ビームスプリッタキューブを経て、光路40に沿ってSWIRカメラ22に対して、および、光路42に沿ってVISカメラに対して、または、光路44に沿ってNIRカメラに対して進行する電磁放射線を示すために、ビームスプリッタキューブ38が分離されている。上述のように、ビームスプリッタキューブ38は、透過された電磁放射線を常にSWIRカメラ22に対して方向付けるように構成されている。以降により詳細に説明されるように、ビームスプリッタキューブ38は、反射された電磁放射線をVISカメラ24またはNIRカメラ26のうち１つに対して方向付けるように回転可能である。一つの実施形態において、ビームスプリッタキューブ38は、０．７５インチ×０．７５インチ×０．７５インチの立方体であり、ビームスプリッタキューブの回転中に、より大きなクリアランスを可能にするエッジ面取りを有している。図３は、反射された電磁放射線をVISカメラ24に対して送るように向きを合わせられたビームスプリッタキューブ38を示している。図４は、反射された電磁放射線をNIRカメラ26に対して送るように向きを合わせられたビームスプリッタキューブ38を示している。ビームスプリッタキューブ38は、スイッチングメカニズム28の内側で１／４回転するような大きさである。しかしながら、ビームスプリッタキューブは、半回転または３／４回転させるように構成することができる。
【００１７】
図５および図６を参照すると、別の回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムが50で全体に示されている。回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム50は、スイッチングメカニズム28と同様に構成されており、かつ、ミラー52を含んでいる。共有開口望遠鏡20に隣接して配置されているミラー32から電磁放射線を受け取るように配置されているものである。ミラー52は、電磁放射線を有効焦点距離（EFL）スイッチング光学系54に対して方向付け、そして、次いで、電磁放射線を光路58に沿って逆回転プレートビームスプリッタと傾斜プレート56に方向付ける。入射光のカスタマイズ可能なパーセントをSWIRカメラに対して、そして、入射光の残りの部分を光路60に沿ってVISカメラ24に、又は、光路62に沿ってNIRカメラ26に対して方向付けるように構成されている。検出器22、24、26へ進む以前に、電磁放射線は、フィールドレンズ、それぞれが64で示されているもの、および、フィルターホイール、それぞれが66で示されているもの、を通過する。逆回転ビームスプリッタ56を具現化するスイッチングメカニズム50は、透過光において収差（aberrations）を生成することができる。第２傾斜平行プレートが備えられてよく、そして、収差を補正するために、ビームスプリッタに対して９０度の光路に関して回転され得る。ビームスプリッタと傾いたプレートの逆回転は、SWIRカメラ22への伝送路のボアサイトオフセット補正（boresight  offset  correction）を最小にする。
【００１８】
図７および図８を参照すると、別の回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムが70で全体に示されている。回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム70は、スイッチングメカニズム28、50と同様に構成されており、かつ、ミラー72を含んでいる。共有開口望遠鏡20に隣接して配置されているミラー32から電磁放射線を受け取るように配置されているものである。ミラー72は、電磁放射線を有効焦点距離（EFL）スイッチング光学系74に対して方向付け、次いで、電磁放射線を回転ウェッジビームスプリッタ76に対して方向付ける。入射光のカスタマイズ可能なパーセントを光路78に沿ってSWIRカメラに対して、そして、入射光の残りの部分を光路80に沿ってVISカメラ24に、又は、光路82に沿ってNIRカメラ26に対して方向付けるように構成されているものである。検出器22、24、26へ進む以前に、電磁放射線は、フィールドレンズ、それぞれが84で示されているもの、および、フィルターホイール、それぞれが86で示されているもの、を通過する。回転ウェッジビームスプリッタ76を具現化するスイッチングメカニズムは、平行プレートによって生じる収差を最小化する。
【００１９】
図９および図１０を参照すると、別の回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムが90で全体に示されている。回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム70は、スイッチングメカニズム28、50、70と同様に構成されており、かつ、ミラー92を含んでいる。共有開口望遠鏡20に隣接して配置されているミラー32から電磁放射線を受け取るように配置されているものである。ミラー92は、電磁放射線を有効焦点距離（EFL）スイッチング光学系94に対して方向付け、次いで、電磁放射線を傾斜偏心レンズ（tilted  decentered  lens）オプションを有する回転ビームスプリッタ96に対して方向付ける。入射光のカスタマイズ可能なパーセントを光路98に沿ってSWIRカメラに対して、そして、入射光の残りの部分を光路100に沿ってVISカメラ24に、又は、光路に沿ってNIRカメラ26に対して方向付けるように構成されているものである。検出器22、24、26へ進む以前に、電磁放射線は、フィールドレンズ、それぞれが104で示されているもの、および、フィルターホイール、それぞれが106で示されているもの、を通過する。傾斜偏心レンズオプションを有する回転ビームスプリッタ96を具現化するスイッチングメカニズム90は、平行プレートビームスプリッタによって透過光路において生じる収差を補正または最小化し、そして、ビームスプリッタの後に傾斜及び／又は偏心したレンズ素子を導入するように構成されている。
【００２０】
図１１および図１２は、ビームスプリッタキューブ38を１／４回転（９０度）させるスイッチングメカニズム28のコンポーネント部品を示している。上述のように、スイッチングメカニズム28は、ビームスプリッタキューブ38を１／４回転より多く、例えば半回転させるように構成することができる。スイッチングメカニズム28は、図１１および図１２において示され、かつ、説明されているが、ここにおいて説明された原理は、スイッチングメカニズム50、70、90に対して適用され得ることが理解されるべきである。
【００２１】
図示されるように、スイッチングメカニズム28は、イマーストビームスプリッタキューブ38を支持する円筒形ハウジング110を含んでいる。ハウジング110は、二連の（duplex）アンギュラコンタクトベアリング114によって、駆動アセンブリ、112で全体に示されているもの、に対して結合されている。駆動アセンブリ112は、コンタクトベアリング114とコンタクトするハブ部分116、および、相手（mating  spur  gear）平歯車120と噛み合い、かつ、駆動される平歯車118とコンタクトするハブ部分116を含む。相手平歯車は、モータ122（図１２）によって駆動される。所定の実施形態において、モータ122は、コントローラに接続されている。回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム28の動作を制御するものである。駆動アセンブリ112は、ビームスプリッタキューブ38を１／４回転（９０度）させるように構成されている。ビームスプリッタキューブ38が回転し過ぎないことを確保するために、２つの調整可能なハードストップ、それぞれ124で示されている、を備えることができる。図示されるように、ハウジング110は、ハードストップ124と係合するタブ部分126を含んでおり、ビームスプリッタを所望の検出器24、26に対して方向付けるときに、ビームスプリッタキューブ38の過剰回転を防止する。
【００２２】
動作の最中、上述のように、スイッチングメカニズム28は、透過された電磁放射線を常にSWIRカメラ22に対して方向付けるように構成されている。本開示の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム28は、また、反射された電磁放射線をスイッチングメカニズム28の下に配置されたVISカメラ24に対して方向付けるようにも適合されている。望まれる場合に、回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズム28は、駆動アセンブリのモータ122に電力供給することにより反射された電磁放射線をNIRカメラに対して方向付けるようにビームスプリッタキューブ38を駆動アセンブリ112によって回転させるために、例えばコントローラによって、操作される。
【００２３】
図１３および図１４を参照すると、所定の実施形態において、スイッチングメカニズム28は、ビームスプリッタキューブ38を位置決めするために使用される４つのストップ（stops）130、132、134、136を含んでよい。図示されるように、VISカメラ24とNIRカメラ26に加えて、第３カメラ138と第４カメラ140を備えてよい。この実施形態において、スイッチングメカニズム28は、ビームスプリッタキューブ38をスイッチングメカニズムの１／４回転の限界を超えて回転させるように適合されている。図示されるように、駆動アセンブリ112は、反射された電磁放射線を４つのカメラ24、26、138、140のうちの１つに対して方向付けるために、ビームスプリッタキューブ38を回転させるように構成されている。スイッチングメカニズム28の４つの調整可能なハードストップ130、132、134、136は、ビームスプリッタキューブの回転を所望のカメラについて制限している。
【００２４】
本開示の実施形態に係る回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムは、１つの検出器を別の検出器と組み合わせられるようにする。合計で４つのデュアル検出器の組み合わせ（dual  detector  combinations）について４つまでの他のオプションでスイッチされ得るものである。スイッチングメカニズムは、検出器の背面焦点距離（back  focal  length）の位置決めをより短くすることができる。さらに、スイッチングメカニズムは、検出器が物理的に分離されてモジュラー構造オプションを可能にするので、検出器のアップグレードをより容易にする。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態に係るいくつかの態様をこうして説明したので、当業者にとっては種々の変更、修正、および改良が容易に思い付くであろうことが正しく理解されるべきである。そうした変更、修正、および改良は、この開示の一部であることが意図されており、かつ、本発明の範囲内にあるものと意図されている。従って、前述の説明および図面は例示的なものにすぎず、そして、本発明の範囲は、添付の請求項、およびそれらの均等物の適切な構成から決定されるべきである。
【図１】
2019502155.tif 000003
【図２】
2019502155.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月13日(2018.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムであって、該スイッチングメカニズムは、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタであり、電磁放射線を第１カメラに対する第１光路に沿った第１方向および第２カメラに対する第２光路に沿った第２方向に方向付けるように構成されている、ビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタを回転させるように構成された駆動アセンブリであり、前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を変更するように、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および前記第２光路に沿って方向付ける第１位置から、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および第３カメラに対する第３光路に沿った第３方向に沿って方向付ける第２位置へ回転させる、駆動アセンブリと、
を含む、スイッチングメカニズム。
【請求項２】
前記第２光路は、前記第１光路に対して垂直な方向に延びている、
請求項１に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項３】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項２に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項４】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項３に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項５】
前記駆動アセンブリは、さらに、
前記ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含む、
請求項３に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項６】
検出器照明の組合せ及び選択のための回転ビームスプリッタ光学的スイッチングメカニズムであって、該スイッチングメカニズムは、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタであり、電磁放射線を第１カメラに対する第１光路に沿った第１方向および第２カメラに対する第２光路に沿った第２方向に方向付けるように構成されている、ビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタを回転するための手段であり、前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を変更するように、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および前記第２光路に沿って方向付ける第１位置から、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および第３カメラに対する第３光路に沿った第３方向に沿って方向付ける第２位置へ回転させる、手段と、
を含む、スイッチングメカニズム。
【請求項７】
前記第２光路は、前記第１光路に対して垂直な方向に延びている、
請求項６に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項８】
前記回転するための手段は、前記ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含む、
請求項７に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項９】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項８に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１０】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項９に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１１】
前記駆動アセンブリは、さらに、
前記ハウジングの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを含む、
請求項９に記載のスイッチングメカニズム。
【請求項１２】
電磁放射線をビームスプリッタからターゲットに対して方向付けるための方法であって、該方法は、
電磁放射線をハウジングによって支持されたイマーストキューブビームスプリッタに対して方向付けるステップであり、前記ビームスプリッタは電磁放射線を第１カメラに対する第１光路に沿った第１方向および第２カメラに対する第２光路に沿った第２方向に方向付けるように構成されている、ステップと、
前記ビームスプリッタによって方向付けられた電磁放射線の方向を変更するように、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および前記第２光路に沿って方向付ける第１位置から、前記ビームスプリッタが電磁放射線を前記第１光路および第３カメラに対する第３光路に沿った第３方向に沿って方向付ける第２位置へ、前記ビームスプリッタを回転するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記第２光路は、前記第１光路に対して垂直な方向に延びている、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタに結合された駆動アセンブリを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記駆動アセンブリは、
前記ハウジングに固定された駆動歯車と、
モータに結合され、前記駆動歯車を駆動するように構成されている、被駆動歯車と、
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記駆動歯車と前記被駆動歯車は、平歯車である、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法は、さらに、
前記ビームスプリッタの回転を制限するための少なくとも１つの調整可能なハードストップを用いて、前記ビームスプリッタの回転を停止するステップ、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
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